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研究生: 莊貿欽
Mao-Chin Chuang
論文名稱: 營建剩餘土石方再利用於路基之研究
Study of the reuse of Construction Surplus Earth and Gravel as the Subgrade
指導教授: 陳堯中
Yao-Chung Chen
口試委員: 陳志南
none
游步上
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 91
中文關鍵詞: 營建剩餘土石方
外文關鍵詞: Construction Surplus Earth and Gravel
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  • 為促進營建剩餘土石方之再利用,以充分利用有效資源,本研究配合臺北市內湖五期重劃區整地工程對區內營建剩餘土石方之再利用計畫,瞭解規劃設計階段約100萬立方公尺營建剩餘資源組成調查、分析及擬訂之處理方式。先於重劃區內針對較適合用於路基的土樣進行各項土壤性質試驗,並於施工階段中,在街廓及路基採用工區內剩餘土石方進行填土整地時,蒐集瞭解土壤材料之工地密度及CBR試驗相關資料;再配合道路路基土壤壓實作業後,於現場進行PRIMA100可攜式落重撓度儀測試在一定載重下路基之撓度值,同時以連線之電腦運算彈性係數值,並借由轉換公式計算取得CBR值。
    路基初步整理之路段其土壤含水量偏高、工地乾土單位重過低,所得工地土壤壓實度僅83%,無法達到95%之要求。同時PRIMA100測試3條測線平均CBR值各僅為2.9%、2.4%、4.5%。
    完成路基整理之路段其含水量及工地乾土單位重均適宜,工地土壤壓實度為96%,高於95%之要求。PRIMA100測試3條測線平均CBR值已達4.7%、21.3%、8.2%,中心線較不受管線埋設等因素影響,PRIMA100取得之CBR值介於9.8%~28.7%之間,平均值與實驗室值亦極為接近。


    To promote the re-use of construction surplus earth and gravel for obtaining the fully efficiently use of resources, a study for the re-use of construction surplus earth is performed by cooperating with the project of soil preparation of Taipei City Neihu fifth stage land readjustment districts . The study collected the information of the construction surplus earth and gravel of the project related to the investigation, analysis and management at the stage of plan and design. At first, various tests of the soil properties suitable for the sub-grade were proceeded, and then soil data were collected regarding the in-situ consolidation and CBR tests during the construction of soil preparation at the areas of street blocks and sub-grade. After the soil compaction of road sub-grade, a portable flexural meter of drop weight PRIMA 100 was used to measure the flexure value of sub-grade under a certain load, in which a computer is connected to calculate the value of elastic modulus and converted to CBR value via a formula.
    For the sections of roughly compacted road sub-grade, a higher water moisture and lower field dry density of soil with field compaction degree 83% was obtained, which can not meet the requirement of 95%. Also, three survey lines of PRIMA 100 tests gave the average CBR values of 2.9%, 2.4%, 4.5%, respectively.
    For the sections of well compacted road sub-grade, a proper water moisture and field dry density of soil with field compaction degree 96% was obtained, which is higher than the required of 95%. Three survey lines of PRIMA 100 tests gave the average CBR values of up to 4.7%, 21.3%, 8.2%. The average CBR values of the center line (little affected by the embedded pipelines) obtained from PRIMA 100 tests are ranging between 9.8% and 28.7%, which is extremely close to the experiment value.

    目 錄 中文摘要Ⅰ 英文摘要Ⅱ 誌  謝Ⅳ 表 目 錄Ⅷ 圖 目 錄Ⅹ 第一章 緒論1 1.1 研究目的與動機1 1.2 研究內容2 1.3 論文架構3 第二章 文獻回顧5 2.1營建剩餘土石方相關規定5 2.2土石方交換利用8 2.3再利用案例9 2.4 PRIMA100可攜式落重撓度儀之理論9 第三章 內湖五期重劃區剩餘土石方概述及處理方式12 3.1 重劃區範圍12 3.2 剩餘土石方概述13 3.2.1原土層土質分析13 3.2.2回填層營建剩餘資源組成分析18 3.2.3地表層營建剩餘資源組成分析25 3.3 工區剩餘土石方處理方式26 3.3.1工區剩餘土石方資源利用26 3.3.2刨除及挖除瀝青再利用28 3.3.3表土再利用28 3.3.4不可利用之資源處理方式28 3.3.5再利用方式評估29 3.3.6可利用資源篩選方式30 3.4 道路路基施工機械31 第四章 室內試驗方法與結果分析33 4.1 物理性質33 4.1.1 施工前自行取樣試驗33 4.1.2 施中施工廠商取樣試驗35 4.2 修正夯實與CBR試驗39 4.2.1 施工前自行取樣試驗40 4.2.2 施中施工廠商取樣試驗42 4.2.3 自行及施工廠商試驗比較50 4.3 三軸壓密不排水(CU)壓縮試驗53 第五章 工地試驗結果56 5.1 工地密度試驗56 5.1.1土壤性質56 5.1.2 工地密度與含水量、飽和度之關係56 5.2 工地CBR試驗69 5.2.1 PRIMA100可攜式落重撓度儀71 5.2.2 PRIMA100可攜式落重撓度儀之操作方式72 5.2.3 現場測試路段條件72 5.2.4 PRIMA100測試路段之相關試驗76 5.2.5 PRIMA100可攜式落重撓度儀之現場測試78 第六章 結論與建議87 6.1 結論87 6.2 建議88 參考文獻90 作者簡介92 授 權 書93 表 目 錄 表3-1 第一區簡化地層剖面及設計參數17 表3-2 第二區簡化地層剖面及設計參數17 表3-3 第三區簡化地層剖面及設計參數17 表3-4 第四區簡化地層剖面及設計參數18 表3-5 第五區簡化地層剖面及設計參數18 表3-6 第六區簡化地層剖面及設計參數18 表3-7 各分區回填土層性質23 表3-8 AASHTO路基土壤分類標準27 表3-9 路基土壤之優劣比較表27 表4-1 A2土壤各篩通過百分比(%)33 表4-2 A2土壤比重試驗試驗結果34 表4-3 A2土壤γd(max)試驗γd(min) 試驗試驗試驗結果35 表4-4 第Ⅰ種土壤試驗結果一覽表35 表4-5 第Ⅱ種土壤試驗結果一覽表36 表4-6 第Ⅲ種土壤試驗結果一覽表36 表4-7 第Ⅳ種土壤試驗結果一覽表37 表4-8 第Ⅴ種土壤試驗結果一覽表37 表4-9 第Ⅵ種土壤試驗結果一覽表38 表4-10 第Ⅶ種土壤試驗結果一覽表39 表4-11 A2土壤修正夯實試驗統計表40 表4-12 第Ⅰ種土壤修正夯實試驗統計表43 表4-13 第Ⅱ種土壤修正夯實試驗統計表44 表4-14 第Ⅲ種土壤修正夯實試驗統計表44 表4-15 第Ⅳ種土壤修正夯實試驗統計表45 表4-16 第Ⅴ種土壤修正夯實試驗統計表46 表4-17 第Ⅵ種土壤修正夯實試驗統計表47 表4-18 第Ⅶ種土壤修正夯實試驗統計表48 表4-19 第Ⅵ種土壤CBR試驗試體狀況49 表4-20 第Ⅶ種土壤CBR試驗試體狀況50 表4-21 各種土壤含水量及乾土單位重試驗結果比較表51 表4-22 CBR試驗結果比較表52 表4-23 A2土壤基本物理性質表53 表5-1 第Ⅰ種土壤工地密度與含水量、飽和度統計表57 表5-2 第Ⅱ種土壤工地密度與含水量、飽和度統計表59 表5-3 第Ⅲ種土壤工地密度與含水量、飽和度統計表63 表5-4 第Ⅳ種土壤工地密度與含水量、飽和度統計表65 表5-5 第Ⅴ種土壤工地密度與含水量、飽和度統計表67 表5-6 8公尺寬道路土壤之工地密度試驗76 表5-7 15公尺寬道路土壤之工地密度試驗78 表5-8 8公尺寬道路之E值79 表5-9 8公尺寬道路CBR值81 表5-10 15公尺寬道路之E值83 表5-11 15公尺寬道路CBR值85 圖 目 錄 圖1-1 研究架構圖4 圖2-1 營建剩餘土石方相關規定7 圖2-2 圓心均佈載重之應力圖10 圖3-1 計畫範圍示意圖13 圖3-2 地質調查鑽孔位置15 圖3-3 原土層土壤分類分區示意圖16 圖3-4 試坑編號:EXC1東方20 圖3-5 試坑編號:EXC2西方20 圖3-6 試坑編號:EXC3西方21 圖3-7 試坑編號:EXC4北方21 圖3-8 回填層種類性質分區示意圖22 圖3-9 組成物含量計算示意圖24 圖3-10 路基施工情形32 圖4-1 A2土壤粒徑分佈曲線34 圖4-2 A2土壤含水量及密度關係圖40 圖4-3 A2土壤貫入深度與貫入壓力關係曲線圖41 圖4-4 A2土壤日數膨脹值圖41 圖4-5 A2土壤夯實次數與CBR圖42 圖4-6 A2土壤乾土單位重與CBR圖42 圖4-7 第Ⅰ種土壤含水量及乾土單位重關係圖43 圖4-8 第Ⅱ種土壤含水量及乾土單位重關係圖44 圖4-9 第Ⅲ種土壤含水量及乾土單位重關係圖45 圖4-10 第Ⅳ種土壤含水量及乾土單位重關係圖46 圖4-11 第Ⅴ種土壤含水量及乾土單位重關係圖46 圖4-12 第Ⅵ種土壤含水量及乾土單位重關係圖47 圖4-13 第Ⅶ種土壤含水量及乾土單位重關係圖48 圖4-14 第Ⅵ種土壤CBR及乾土單位重關係圖49 圖4-15 第Ⅶ種土壤CBR及乾土單位重關係圖50 圖4-16 各種土壤含水量及乾土單位重關係比較圖51 圖4-17 CBR及乾土單位重關係比較圖52 圖4-18 應力路徑關係圖54 圖4-19 軸差應力與應變關係圖55 圖4-20 孔隙水壓與應變關係圖55 圖5-1 第Ⅰ種土壤工地密度與含水量關係圖58 圖5-2 第Ⅰ種土壤工地密度與飽和度關係圖58 圖5-3 第Ⅱ種土壤工地密度與含水量關係圖61 圖5-4 第Ⅱ種土壤工地密度與含水量關係圖( 處於最佳含水量乾側之土壤)62 圖5-5 第Ⅱ種土壤工地密度與含水量關係圖( 處於最佳含水量濕側之土壤)62 圖5-6 第Ⅱ種土壤工地密度與飽和度關係圖63 圖5-7 第Ⅲ種土壤工地密度與含水量關係圖64 圖5-8 第Ⅲ種土壤工地密度與飽和度關係圖64 圖5-9 第Ⅳ種土壤工地密度與含水量關係圖66 圖5-10 第Ⅳ種土壤工地密度與飽和度關係圖66 圖5-11 第Ⅴ種土壤工地密度與含水量關係圖68 圖5-12 第Ⅴ種土壤工地密度與飽和度關係圖69 圖5-13 落重式撓度儀檢測示意 (儀衡工程科技股份有限公司提供)70 圖5-14 重式落重撓度儀(儀衡工程科技股份有限公司提供)70 圖5-15 PRIMA100可攜式落重撓度儀71 圖5-16 PRIMA100可攜式落重撓度儀操作流程圖73 圖5-17 PRIMA100電腦程式畫面 (儀衡工程科技股份有限公司提供)74 圖5-18 8公尺寬道路平面及工地密度試驗取樣位置圖74 圖5-19 8公尺寬道路橫斷面圖75 圖5-20 15公尺寬道路平面及工地密度試驗取樣位置圖75 圖5-21 15公尺寬道路橫斷面圖76 圖5-22 工地密度試驗取樣情形77 圖5-23 PRIMA100可攜式落重撓度儀8公尺寬道路現場測試情形79 圖5-24 8公尺寬道路E值變化圖80 圖5-25 8公尺寬道路E值標準差變化圖80 圖5-26 8公尺寬道路CBR值變化圖81 圖5-27 PRIMA100 可攜式落重撓度儀15公尺道路現場測試情形83 圖5-28 15公尺寬道路E值變化圖84 圖5-29 15公尺寬道路之E值標準差變化圖84 圖5-30 15公尺寬道路CBR值變化圖85

    1.內政部,「營建廢棄土處理方案」,民國九十五年。
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    6.中華顧問工程司陳聰榮、許志雄,「九二一震災建築廢棄物再生料首次運用於高速公路之執行探討」,中華技術季刊,第69期,第5~9、20~28頁,民國九十二年。
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    10.林同棪工程顧問股份有限公司,「臺北市內湖區第五期重劃區公共工程補充施工說明書」,第1-1~3-10頁,民國九十三年。
    11.吳學禮,「舖面、材料工程實務」,詹氏書局,第36~37頁,民國九十年。
    12 Das M. Braja, Principles of Geotechnical Engineering, Thomson, pp.176(2007) .
    13.儀衡工程科技股份有限公司,「PRIMA 100可攜式落重撓度檢測儀原理與操作說明」手冊,第1~4頁,民國九十五年。
    14. Heuklelom, W., and Klomp, A. J. G. “Dynamic Testing as a Means of Controlling Pavement During and After Construction," Proc., 1st International Conference on Structural Design of Asphalt Pavement, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, pp. 667-679(1962).

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